В сердце нашли нейроны, которые защищают от внезапной смерти при стрессе
В сердце млекопитающих обнаружили две группы нейронов, от которых напрямую зависит выживание при остром стрессе. Одна из них удерживает сердцебиение в норме, а вторая не даёт сердцу остановиться от потрясения. Результаты исследования опубликованы в журнале Cell.
Внутренняя сердечная нервная система (ВСНС) - это сеть примерно из 40 000 нейронов у человека, встроенная в жировую подушку вокруг сердца.
Она обменивается сигналами с головным мозгом и служит последним звеном в цепочке управления сердечной функцией.
Поскольку сердечные нейроны крайне редки (всего 0,01% клеток ткани), их точную роль долго не могли определить.
Учёные генетически модифицировали мышей, пометили все сердечные нейроны и составили карту их расположения. Среди примерно тысячи нейронов мышиной ВСНС нашли две специализированные группы.
Стимуляция первой популяции, названной Npy+, замедляла сердечный ритм, а её разрушение приводило к сердечной недостаточности и гибели.
Исследователи предполагают, что эти нейроны сдерживают учащённое сердцебиение и необходимы для стабильной работы сердца.
Вторая группа, нейроны Ddah1+, повела себя загадочнее. Ни стимуляция, ни удаление поначалу не давали видимого эффекта. Но однажды мышь без этих нейронов умерла прямо во время рутинного измерения давления. Дальнейшие опыты показали: без функциональных нейронов Ddah1+ животные погибают от любого сильного стресса.
Перед смертью у них резко падает частота сердечных сокращений, и ритм уже не восстанавливается. Стимуляция же этих нейронов, наоборот, повышала выживаемость при стрессе.
По сути, эта группа защищает сердце от потрясений.
Маркерные гены обеих популяций уже обнаружены и в человеческих сердечных нейронах. Авторы работы считают, что их открытие закладывает основу для точечной нейромодуляторной терапии, направленной на конкретный тип клеток.
Другая группа учёных совершила прорыв в синтетической биологии.
Исследователи из Университета Миннесоты впервые собрали искусственную клетку «снизу вверх» из неживых компонентов, изготовленных в лаборатории. Результаты их работы описывает журнал Nature.
Ранее генетик Крейг Вентер шёл путём «сверху вниз»: он пересаживал синтезированную ДНК в живые клетки с удалённым собственным геномом. Новый подход принципиально иной.
Биологи отдельно приготовили липидную мембрану, очищенные ферменты, синтетическую ДНК и другие компоненты, а затем собрали из них клетку.
Система содержит 36 очищенных ферментов и геном длиной 90 000 пар оснований, распределённый по девяти кольцевым молекулам ДНК.
Каждая кодирует определённые функции, что позволяет независимо их модифицировать. Клетка способна расти, копировать свой геном и делиться, но потомки становятся нежизнеспособными примерно через десяток делений.
Создатели назвали её SpudCell - клетка-картошка. Профессор Кейт Адамала объяснила: сначала было название Potato Cell (отсылка к её польскому происхождению и любви к картошке), а потом его сократили до SpudCell, чтобы вызвать ассоциацию со спутником и началом космической эры.
До полноценного организма SpudCell пока далеко.
Она не умеет самостоятельно делать рибосомы и получает их из бактерий E. Coli. Растёт клетка за счёт слияния с питательными липосомами, которые доставляют ей липиды для мембраны, питательные вещества и ферменты.
Белок, производимый самой SpudCell, прикрепляется к мембране липосомы и запускает слияние. ДНК клетки при этом решает, будет ли она питаться, с какой скоростью расти и до какого размера доберётся.
Естественный метаболизм требует сотен генов, но у SpudCell почти весь обмен веществ вынесен наружу, поэтому ей хватает куда меньшего генома.
Деление тоже устроено нестандартно: вместо сложного цитоскелета белки просто скапливаются на поверхности мембраны, пока механическое напряжение не разорвёт клетку надвое.
Система несовершенна, но знаменует переход от подражания природе к настоящей инженерии живых систем. В перспективе такие клетки можно будет проектировать под конкретные задачи: производство лекарств, синтез материалов, фиксацию углерода или создание биосенсоров.
